74786

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Доклад

Физика

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Русский

2015-01-05

69 KB

5 чел.

26.Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 81), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 13 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.

Как уже указывалось в § 53, из первого начала термодинамики (Q=dU+A) для изохорного процесса следует, что вся теплота, сообщаемая газу, идет на увеличение его внутренней энергии:

Согласно формуле (53.4),

Тогда для произвольной массы газа получим

(54.1)

Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа (см. (52.2)) при увеличения объема от V1 до V2 равна

(54.2)

и определяется площадью заштрихованного прямоугольника (рис. 82). Если использовать уравнение (42.5) Клапейрона — Менделеева для выбранных нами двух состояний, то

откуда

Тогда выражение (54.2) для работы изобарного расширения примет вид

(54.3)

Из этого выражения вытекает физический смысл молярной газовой постоянной R: если T2 —T1 =1 К, то для 1 моль газа R=A, т. е. R численно равна работе изобарного расширения 1 моль идеального газа при нагревании его на 1 К.

В изобарном процессе при сообщении газу массой т количества теплоты

его внутренняя энергия возрастает на величину (согласно формуле (53.4))

При этом газ совершит работу, определяемую выражением (54.3).

Изотермический процесс (T=const). Как уже указывалось § 41, изотермический процесс описывается законом Бойля—Мариотта:

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу (см. рис. 60), расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.

Исходя из выражений (52.2) и (42.5) найдем работу изотермического расширения газа:

Так как при Т=const внутренняя энергия идеального газа не изменяется:

то из первого начала термодинамики (Q=dU+A) следует, что для изотермического процесса

т. е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

(54.4)

Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура не понижалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36714. Исследование схем усилителей в программной среде PSpice 190 KB
  Усилитель собран на биполярном транзисторе, который нагружен на двухконтурный полосовой LC-фильтр. Этот фильтр настроен на частоту 36 МГц и имеет характеристическое сопротивление 100 Ом. Фильтр состоит из двух параллельных контуров
36715. Имитационное моделирование случайных событий 117.5 KB
  В каждой задаче в соответствии с вариантом построить имитационную компьютерную модель имитирующую предлагаемое событие или события. С помощью имитационной модели оценить вероятность данного события событий и рассчитать необходимое количество экспериментов. Рассчитать аналитически вероятность предлагаемого события событий и сравнить с расчетами полученными методами имитационного моделирования. Постройте модель имитации данного события.
36716. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ И СОЗДАНИЕ СТРУКТУРЫ РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ 193.5 KB
  Задание № 3 Использую возможности фильтрации данных постройте следующие фильтры для выборки данных в соответствии с приведенными критериями. С помощью Расширенного фильтра из таблицы Административные районы выбрать те районы в которых численность населения превышает 50 тыс. Удалить фильтр. В меню Записи выберите команду Фильтр Расширенный фильтр.
36717. Гидрологический режим реки Амазонки и ее устьевой области 1.61 MB
  Географическое положение бассейна реки (географическая зона, высотный пояс, удаленность от океанов, государственная принадлежность, координаты центра и крайних точек, основные морфометрические характеристики (площадь, длина, ширина бассейна, длина реки), основные притоки – карта-схема бассейна)
36718. Моделирование случайных величин 176 KB
  Три стрелка стреляют каждый по своей мишени делая независимо друг от друга по одному выстрелу. Рассматриваются три случайные величины: число попаданий первого стрелка; число попаданий второго стрелка; число попаданий третьего стрелка; Пусть случайная величина. Три стрелка стреляют каждый по своей мишени делая независимо друг от друга по одному выстрелу. Рассматриваются три случайные величины: число попаданий первого стрелка; число попаданий второго стрелка; число попаданий третьего стрелка; Пусть случайная величина.
36719. РАБОТА С ЗАПРОСАМИ В РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЕ ДАННЫХ СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЙ 243.5 KB
  Лабораторная работа № 3 Лабораторная работа № 3 РАБОТА С ЗАПРОСАМИ В РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЕ ДАННЫХ СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЙ Задание № 1 Создайте запрос на основе таблиц Административные районы и Административные центры выбирающий все районы центры которых являются городами. Технология работы Создайте запрос на основе связанных таблиц. Для этого в окне базы данных выберите объект 3апросы Создание запроса в режиме конструктора; В окне Добавление таблицы выделите в списке таблицу Административные районы и щелкните на кнопке Добавить; В...
36720. Заходи по розширенню долі аптечної мережі «Бажаємо здоров’я» на фармацевтичному ринку України 434 KB
  Кожна компанія зацікавлена тривалий час зберігати свій ринок і бути прибутковою. Для цього потрібне постійне вивчення ринку, розробка заходів по підвищенню конкурентоспроможності і збільшенню частки ринку. Збільшення частки ринку включає різноманітні заходи, сюди входять ребрендинг, комплекс просування, розширення існуючої мережі.
36722. РАБОТА С ФОРМАМИ И ОТЧЕТАМИ В РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЕ ДАННЫХ СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЙ 130.5 KB
  Лабораторная работа № 4 Лабораторная работа № 4 РАБОТА С ФОРМАМИ И ОТЧЕТАМИ В РЕЛЯЦИОННОЙ БАЗЕ ДАННЫХ СТАВРОПОЛЬСКИЙ КРАЙ Задание 1 Создайте ленточную форму на основе таблицы Административные районы и добавьте вычисляемые поля в форму в режиме конструктора в которых будут выводиться итоговые суммы для полей число населенных пунктов площадь территории численность населения и среднее значение для поля плотность населения. Технология работы На основе таблицы Административные районы создайте форму ленточного вида используя Мастер по...